大螺距盲孔加工用螺旋槽丝锥的制作方法

1.本实用新型属于丝锥结构改进技术领域，尤其是一种大螺距盲孔加工用螺旋槽丝锥及使用方法。


背景技术：

2.螺纹孔是机械加工领域经常遇到的结构，其一般采用丝锥进行加工，螺纹孔为通孔时一般采用直槽丝锥，螺纹孔为盲孔时一般采用螺旋槽丝锥，其中盲孔螺纹加工时需要采用上排屑的螺旋槽丝锥，螺旋槽的螺旋方向与丝锥转动切削的方向相同，既俗称的右旋右刃，切削下来的碎屑沿着螺旋槽向上排出。在螺纹孔中有一种大螺距的盲孔，其属于非标准件，比如：孔径16毫米、螺距8毫米的梯形螺纹孔，这种盲孔在加工时，由于螺距较大，丝锥进入切削时的受力很大，经常会出现丝锥加工时突然断裂的问题，大部分厂家采用车床进行加工，利用刀具逐步切削出螺纹孔，但这种加工方法效率非常低，极大的增加了生产制造成本。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大螺距盲孔加工用螺旋槽丝锥。该丝锥中，通过多个螺旋槽丝锥的组合以及结构上的改进，使加工效率大大提高，而且解决了断裂问题，综合作用下，极大的降低了生产成本、极大的提高了生产效率。
4.本实用新型采取的技术方案是：
5.一种大螺距盲孔加工用螺旋槽丝锥，其特征在于：包括依次使用的多个丝锥，第一个丝锥至最后一个丝锥中的每个丝锥的大径均等于前一个丝锥的大径与切削厚度的和；
6.第一个丝锥从下端至上端包括切削齿段和扩径齿段，切削齿段按照螺纹孔螺距间隔的设置有多个切削齿；扩径齿段按照螺纹孔螺距间隔的设置有多个扩径齿；
7.第一个丝锥后面的每个丝锥从下端至上端包括旋合齿段和扩径齿段，旋合齿段用于后面的每个丝锥快速的旋入前一个丝锥加工好的孔内；每个旋合齿段中的旋合齿的结构与前一个丝锥的扩径齿段的扩径齿的结构相同；
8.切削齿段的切削锥角小于10度；
9.旋合齿段第一个旋合齿的切削锥角为20-40度，所述旋合齿无后角。
10.进一步的：切削齿为3-5个。
11.进一步的：旋合齿2个。
12.进一步的：每个切削齿的的前角为1-6度。
13.进一步的：每个切削齿的后角为4-5度。
14.进一步的：每个扩径齿的后角为1-2度。
15.进一步的：所述丝锥的数量为4-8个。
16.进一步的：所述螺旋槽的螺旋角为10-15度。
17.本实用新型的优点和积极效果是：
18.本实用新型中，选用平均增加大径的若干螺旋槽丝锥，每个螺旋槽丝锥的大径等于上一个螺旋槽丝锥大径与切削厚度的和，这样每个螺旋槽丝锥在设计好的切削量的条件下进行依次切削，每个螺旋槽丝锥承受的外力均在安全范围内，解决了单个丝锥加工时极易断裂的问题。除了第一个丝锥用于切削出螺纹孔浅槽以外，其他的螺旋槽丝锥依次进行切削扩径，每个螺旋槽丝锥下端设计出两个旋合齿，利用旋合齿无后角的特点，只是使螺旋槽丝锥快速的旋入上一个螺旋槽丝锥加工好的孔内，避免了带有后角的前几个齿卡在孔口处并导致当前丝锥的断裂。通过多个螺旋槽丝锥的组合以及结构上的改进，使加工效率大大提高，而且解决了断裂问题，综合作用下，极大的降低了生产成本、极大的提高了生产效率。
附图说明
19.图1是本实用新型的第一个螺旋槽丝锥的结构示意图；
20.图2是本实用新型的第二个螺旋槽丝锥的结构示意图；
21.图3是本实用新型的第三个螺旋槽丝锥的结构示意图；
22.图4是本实用新型的第四个螺旋槽丝锥的结构示意图；
23.图5是第一个螺旋槽丝锥工作时的状态图；
24.图6是第二个螺旋槽丝锥工作时的状态图。
具体实施方式
25.下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。
26.一种大螺距盲孔加工用螺旋槽丝锥，丝锥柄1下端设置丝锥头2，本实用新型的创新在于：包括依次使用的多个丝锥，第一个丝锥至最后一个丝锥中的每个丝锥的大径均等于前一个丝锥的大径与切削厚度的和。
27.第一个丝锥从下端至上端包括切削齿段a和扩径齿段b，切削齿段按照螺纹孔螺距间隔的设置有多个切削齿4；扩径齿段按照螺纹孔螺距间隔的设置有多个扩径齿3。
28.第一个丝锥后面的每个丝锥从下端至上端包括旋合齿段d和扩径齿段b，旋合齿段用于后面的每个丝锥快速的旋入前一个丝锥加工好的孔9内；每个旋合齿段中的旋合齿的结构与前一个丝锥的扩径齿段的扩径齿的结构相同。
29.切削齿段的切削锥角α小于10度。切削齿为3-5个。旋合齿2个。每个切削齿的的前角为1-6度。每个切削齿的后角为4-5度。每个扩径齿的后角为1-2度。所述丝锥的数量为4-8个。所述螺旋槽的螺旋角为10-15度。旋合齿段第一个旋合齿的切削锥角β为20-40度，所述旋合齿无后角。
30.如图1-6所示，需要加工的螺纹孔的直径为16毫米，螺距为l＝8毫米，螺纹有效深度36毫米；底孔直径12毫米，底孔深度52毫米。
31.按照螺纹孔所在材料的成分和硬度等参数，选用四个丝锥，每个丝锥具有四个螺旋槽。
32.螺纹孔需要切削的总体积＝每一圈齿的切削体积
×
圈的数量
33.每一圈齿的切削体积＝梯形齿截面积
×
螺纹孔的周长
34.圈的数量＝有效深度
÷
螺距
35.客户给出的梯形齿的截面尺寸为：上底2毫米、下底4毫米、齿高2毫米。
36.经过计算：
37.圈的数量＝36
÷
8＝4.5
38.每一圈齿的切削体积＝((2 4)
×4÷
2)
×
(16
×
3.14)＝602.88
39.螺纹孔需要切削的总体积＝602.88
×
4.5＝2712.96
40.选用4个丝锥，每个丝锥的切削厚度为1毫米，第一个丝锥i的大径d1为13毫米，第二个丝锥ii的大径d2为14毫米，第三个丝锥iii的大径d3为15毫米，第四个丝锥iv的大径d4为16毫米。
41.一般孔的深度越大，螺旋槽的螺旋角越小，如图的孔的结构中，螺旋槽的螺旋角为13.5度。
42.第一个丝锥切削体积为总体积40％计算，第一个丝锥的切削的总体积＝2712.96
×
0.4＝1085.184
43.第一个丝锥的每一圈齿的切削体积＝1085.184
÷
4.5＝241.152
44.丝锥梯形齿的截面积＝241.152
÷
13＝18.55，梯形齿的高度为2毫米，则梯形齿上底和下底的和＝18.55
×2÷
4＝9.28，按照上底：下底＝1:2的比例设计丝锥梯形齿的上底和下底的尺寸。
45.第二个丝锥的切削体积为总体积的30％，第三个丝锥的切削体积为总体积的20％，第四个丝锥的切削体积为总体积的10％，按照上述计算过程分别设计梯形齿的上底和下底的尺寸。
46.刃背的宽度按照大径
×
3.14
÷4÷
2.6来计算，大径为每个丝锥的大径，3.14为圆周率，4为螺旋槽的数量，2.6为计算常数。
47.第一个丝锥的切削锥角的计算过程是：
48.切削锥角＝arctan((丝锥大径-底孔直径)
÷2÷
(切削齿数量
×
螺距))
49.图1的第一个丝锥的切削段a中有5个切削齿4，丝锥大径为13，底孔直径为12，螺距为8，切削锥角α＝arctan((13-12)
÷2÷
(5
×
8))＝0.72度。(图中为了能看出切削锥角，绘图时适当扩大了切削锥角的角度)
50.每个切削齿的的前角为1-6度。每个切削齿的后角为4-5度,切削齿的后角优选为4.5度。
51.第一个丝锥的扩径齿段b具有2个扩径齿3，该扩径齿的大径为13毫米，对切削齿段切削的螺纹孔浅槽进行了修正。扩径齿为完整的齿形(完整的齿形是指齿高为2毫米、上底和下底长度和比值符合上述计算过程中提到的上底和下底的比值)，但其具有一定的后角，优选为1度。
52.如图2所示，第二个丝锥的下端的旋合齿段d具有2个旋合齿，这2个旋合齿的结构与图1的扩径齿段的扩径齿3的结构相同，最下端的第一个旋合齿如图所示的具有一个切削锥角β，该β为30度。由于2个旋合齿的后角为零，既没有后角，而且第一个旋合齿6具有30度的切削锥角，所以，在旋合齿进入第一个丝锥加工好的孔时能够类似螺栓的旋合状态而迅速的旋入，不会有切削的过程，便于上端的多个扩径齿进行后续的切削扩径。
53.第二个丝锥的旋合齿段上端的丝锥头设置有的扩径齿段b具有5个扩径齿，从图中
可知，虚线上方的扩径齿段的底径按照大径的尺寸而变大，从而使齿高一样的梯形齿处的大径等于14毫米，每个扩径齿均为完整的齿形，但都具有1度的后角，通过后角的切削完成切削扩径的过程。
54.第三个丝锥下端的旋合齿为第二个丝锥扩径齿5的结构，下端的第一个旋合齿同样具有30度的切削锥角β，第四个丝锥的旋合齿也同样为第三个丝锥扩径齿7的结构，下端具有切削锥角。第四个丝锥的扩径齿8均为成品螺纹的尺寸，经过这些扩径齿切削扩径后既得到成品螺纹孔。
55.上述结构的四个丝锥的使用过程如图5、6所示：(图5、6仅为了表达不同丝锥的大致工作过程，孔的内壁并未绘制完整，包括但不限于螺纹孔浅槽)
56.按照上述计算过程选定4个丝锥和每个丝锥的结构；
57.如图5所示，使用第一丝锥进行第一次加工，多个切削齿4在底孔11内壁依次切削，不断的切削孔壁9，切削完成后，最后的两个扩径齿完成本次加工的切削扩径，并得到螺纹孔浅槽；
58.如图6所述，退出第一个丝锥，更换第二个丝锥，旋合齿进入第一个丝锥加工好的孔，由于孔壁上已经具有了螺纹孔浅槽，旋合齿没有后角，相当于螺栓的头部旋入，所以旋合齿使第二个丝锥快速的旋入孔内。旋合齿上端的扩径齿5继续进入孔内，由于扩径齿具有后角，而且扩径齿的中径变大(大径扩大)，所以扩径齿继续对孔壁的螺纹孔浅槽进行切削扩径。
59.然后继续更换第三个丝锥和第四个丝锥，当第四个丝锥的扩径齿段切削扩径好后，得到成品的螺纹孔。
60.经过比较，传统的车床进行加工的数量与本实用新型同样时间的加工的数量的比值为1:10。
61.本实用新型中，选用平均增加大径的若干螺旋槽丝锥，每个螺旋槽丝锥的大径等于上一个螺旋槽丝锥大径与切削厚度的和，这样每个螺旋槽丝锥在设计好的切削量的条件下进行依次切削，每个螺旋槽丝锥承受的外力均在安全范围内，解决了单个丝锥加工时极易断裂的问题。除了第一个丝锥用于切削出螺纹孔浅槽以外，其他的螺旋槽丝锥依次进行切削扩径，每个螺旋槽丝锥下端设计出两个旋合齿，利用旋合齿无后角的特点，只是使螺旋槽丝锥快速的旋入上一个螺旋槽丝锥加工好的孔内，避免了带有后角的前几个齿卡在孔口处并导致当前丝锥的断裂。通过多个螺旋槽丝锥的组合以及结构上的改进，使加工效率大大提高，而且解决了断裂问题，综合作用下，极大的降低了生产成本、极大的提高了生产效率。